(57)【要約】【課題】画像形成動作の高速化及び長期にわたる画像の安定化を容易に実現することができる画像形成装置を提供すること。【解決手段】表面に静電潜像が形成される像担持体と、前記像担持体上に静電潜像を形成するための帯電部材及び露光部材と、回転式の攪拌部材によって現像剤を現像剤担持体に担持させて像担持体に供給し前記静電潜像を現像剤により顕像化する現像装置とを有する画像形成装置において、前記現像剤担持体および前記攪拌部材の少なくとも一方の軸受け部材の摺動面にダイヤモンドライクカーボンによる低摩擦薄膜処理を施したことを特徴とする画像形成装置。【選択図】図３
2005300646.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に静電潜像が形成される像担持体と、前記像担持体上に静電潜像を形成するための帯電部材及び露光部材と、回転式の攪拌部材によって現像剤を現像剤担持体に担持させて像担持体に供給し前記静電潜像を現像剤により顕像化する現像装置とを有する画像形成装置において、前記現像剤担持体および前記攪拌部材の少なくとも一方の軸受け部材の摺動面にダイヤモンドライクカーボンによる低摩擦薄膜処理を施したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記ダイヤモンドライクカーボンの層厚は０．５〜５μｍであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記攪拌部材および前記現像剤担持体の少なくとも一方の軸受け部材が磁石からなることを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタ、複写機およびファクシミリ等に用いられる電子写真方式および静電記録方式等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置では、一般に、帯電・露光・現像・転写・定着・クリーニングの各画像形成プロセスによって画像形成を行う。すなわち感光体表面を均一に帯電した後、画像情報に応じた露光を行って静電潜像を形成する。この静電潜像を現像装置によってトナー像として現像し、このトナー像を感光体上から紙等の記録材上に転写する。トナー像転写後の感光体は、表面に残った転写残トナーが除去されてクリーニングされる。一方、トナー像転写後の記録材は加熱・加圧されて表面にトナー像が定着される。これによって画像形成が終了する。
【０００３】
現像装置に用いられる攪拌スクリュー及び現像スリーブの軸受けは、一般に、転がり運動をする軸受け（転がり軸受け）と滑り運動をする軸受け（滑り軸受け）に分類できる。
前者の転がり軸受けの例としてはボールベアリングがある。このボールベアリングは、摩擦特性、耐摩耗性に非常に優れている。一方、ボールベアリングは複雑な構造となるため非常に高価であることが知られている。
後者の滑り軸受けには、メタル・ブッシュ軸受け、含油軸受けといった、接触型の軸受けがある。これらは平坦な表面で構成されるがごとく非常に簡単な構造であり、ボールベアリングなどの転がり軸受けと比較して安価であることが知られている。一方、これらは耐久性に乏しく、耐久劣化による磨耗、優れた摩擦特性を維持できない、といった問題が発生しやすいことが知られている。
【０００４】
一方、新規な高機能固体潤滑皮膜として、近年、ダイヤモンドライクカーボン(Diamond Like Carbon)（以下、ＤＬＣとする）が知られている。このＤＬＣは１９７０年代にイオンビーム蒸着法により合成されたのが最初で、構造的には炭素が四配位の結合（ＳＰ３結合）をもつが、部分的にＳＰ２結合や水素との結合を含むため、全般的には決まった結晶構造を持たない構成元素Ｃ，Ｈのアモルファス構造となっている。従って、ＤＬＣは特性的には多くの点でダイヤモンドと類似しているが、酸化開始温度が低く、またＤＬＣの膜表面がきわめて平滑である特徴を有する。ＤＬＣ薄膜の特徴として、低摩擦係数、低摩耗性、衝撃に対する柔軟性、相手方基材へのダメージ低減、樹脂およびゴムへの高密着性等があげられる。一般的な用途としては、金型や工具、更には光・磁気ディスク等の記憶装置用媒体の表面を保護する材料として用いられている（特許文献1）。
【０００５】
また、ＤＬＣ膜の成膜装置としては、プラズマＣＶＤ装置や、原料ガスを熱分解し基板に堆積する装置などが挙げられ、例えば、特許文献2に開示されているような装置がある。特許文献２によれば、その装置は、基板を真空槽内に配置し、所望の真空度まで排気した後、原料ガスをガスイオン源内で分解しイオンを発生させ、ここで発生したイオンを基板に照射し、ＤＬＣ膜を成膜するものである。また、一般的なプラズマＣＶＤ装置を用いてＤＬＣ膜を成膜する例も広く知られている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−３０１８４０
【特許文献２】特開平１０−７２２８５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
現像装置に用いる現像剤担持体としての現像スリーブまたは現像剤攪拌部材としての攪拌スクリューの軸受け部材として、上述のボールベアリングを用いた場合、現像スリーブおよび攪拌スクリューは摩擦特性および耐摩耗性に非常に優れる一方、複雑な構造となるため非常に高価となる。更に現像剤とボールベアリングが激しく干渉すると、ボールベアリングのシール部より漏洩するベアリングオイルにより現像剤が溶融凝集したり、ボールベアリング内に侵入した現像剤とベアリングオイルが溶融固着しベアリングが回らなくなるといった欠点も有している。また、上述の滑り軸受けを用いた場合、これは非常に簡単な構造であり、ボールベアリングなどの転がり軸受けと比較して安価である。一方、滑り軸受けは耐久性に乏しく、耐久劣化による磨耗が発生し、磨耗により発生した軸と軸受けの空隙に現像剤が侵入することによって現像剤の凝集体が発生してしまい、その結果、凝集体が現像スリーブ上に搬送され、この凝集体が、感光ドラム上に付着するか、若しくは静電潜像に転移することがある。これにより、像担持体から記録材（記録用紙、ＯＨＰシートなど）、中間転写体などの被転写体上への画像転写時に、この固化したトナーによって、像担持体と被転写体との間に間隙が生じる。そして、この間隙に相当する部分にはトナーが転写されず、白く抜ける、所謂、白抜けが発生し、画質が著しく低下することがあった。尚、現像スリーブ及び攪拌スクリューの端部には、現像剤の漏れを防止するために、磁性板またはマグネットなどを用いて、磁気的に現像剤の漏れを規制することが知られていて、大きな効果を挙げてきているが、完全には現像剤漏れを防止することは出来ず、更にコストもかかってしまう。また、現像スリーブの軸受けに関しては、耐久劣化による磨耗が発生することによって、現像スリーブの偏芯が発生し、画像濃度ムラが発生してしまうことがあった。更に、上述の滑り軸受けは一定の摩擦特性を維持できないため、現像スリーブ及び攪拌スクリューのトルクが上昇してゆき、これらが回転不能となる、所謂ロック現象が発生してしまうことが知られている。これら上述の現象は、画像形成装置の高速化に伴い顕著になっていくことが知られている。そこで、滑り軸受け部材として、ポリアセタール樹脂材料の一つであるポリオキシメチレン（POM）製の滑り軸受けが安価で優れた機能性を持つことが最近知られているが、これも近年の電子写真の高速化および長寿命化に追従していくためには十分とはいえない。
【０００８】
そこで本発明は、長期の使用においても優れた耐久性および摩擦特性を維持することができる、現像剤担持体および現像剤攪拌部材用の軸受け部材を提供することによって、画像形成動作の高速化及び長期にわたる画像の安定化を容易に実現することができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の実施態様によれば、本発明は、表面に静電潜像が形成される像担持体と、前記像担持体上に静電潜像を形成するための帯電部材及び露光部材と、回転式の攪拌部材によって現像剤を現像剤担持体に担持させて像担持体に供給し前記静電潜像を現像剤により顕像化する現像装置とを有する画像形成装置において、前記現像剤担持体および前記攪拌部材の少なくとも一方の軸受け部材の摺動面にダイヤモンドライクカーボンによる低摩擦薄膜処理を施したことを特徴とする画像形成装置を提供する。
【００１０】
第２の実施態様によれば、本発明は、前記ダイヤモンドライクカーボンの層厚が0.5〜５μｍであることを特徴とする前記画像形成装置を提供する。
【００１１】
第３の実施態様によれば、本発明は、前記攪拌部材および前記現像剤担持体の少なくとも一方の軸受け部材が磁石からなることを特徴とする前記画像形成装置を提供する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、現像装置を構成する現像剤担持体としての現像スリーブおよび現像剤攪拌部材としての攪拌スクリューの少なくとも一方の滑り軸受け部材の摺動部にダイヤモンドライクカーボンによる低摩擦薄膜処理を施すことにより、摺動部の摩擦係数を低減し、かつ磨耗などの劣化を防止し、画像形成動作の高速化及び長期にわたる画像の安定化を容易に実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
［実施例１］
図1に、本発明に係る画像形成装置の一例として、実施例１に係る画像形成装置を示す。同図に示す画像形成装置は、電子写真方式の４色フルカラーのプリンタであり、同図はその概略構成を模式的に示す図である。
【００１４】
図１を参照して、プリンタ（以下「画像形成装置」という。）の構成を説明する。
同図に示す画像形成装置は、像担持体としてのドラム型の電子写真感光体（以下「感光ドラム」という。）１を備えている。感光ドラム１は、矢印Ｒ１方向に回転自在に支持されている。感光ドラム１の周囲には、その回転方向に沿って上流側からほぼ順に、一次帯電器（帯電部材）２と、露光装置（露光部材）３と、現像装置４と、中間転写ベルト５とクリーニング装置６とが配設されている。また、中間転写ベルト５の下方には、転写搬送ベルト７が配設されて、記録材Ｐの搬送方向（矢印R７の方向）に沿って転写搬送ベルト７の下流側には、定着装置８が配設されている。
【００１５】
本実施の形態では、一次帯電器２として、スコロトロンタイプのコロナ放電器を使用している。このコロナ放電器は、放電ワイヤ２ａを、感光ドラム１側が開口した金属製のシールド２ｂで覆って形成されている。
【００１６】
本実施の形態では、露光装置３としては、画像情報に応じてレーザ光をＯＮ／ＯＦＦするレーザスキャナが使用されている。露光装置３から発生されたレーザ光は、反射ミラー３ａを介して、帯電後の感光ドラム１表面に照射される。これにより、レーザ光照射部分の電荷が除去されて静電潜像が形成されるようになっている。
【００１７】
本実施の形態では、現像装置４は、回転現像方式を採用している。軸４ａを中心にモータ（不図示）によって矢印Ｒ４方向に回転駆動される回転体４Ａと、これに搭載された４個の現像器、すなわちブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの現像器４Ｋ、４Ｙ、４Ｍ、４Ｃを有している。感光ドラム１上にブラックの現像剤像（トナー像）を形成するときは、感光ドラム１と近接する現像位置Ｄでブラック用の現像器４Ｋにより現像を行うようになっている。同様にイエローのトナー像を形成するときは、回転体４Ａを９０°回転させて、現像位置Ｄにイエロー用現像器４Ｙを配置させ、現像を行う。マゼンタ，シアンのトナー像の形成も同様にして行うようになっている。尚、以下の説明において、特に色を区別する必要がないときは、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの現像器を単に現像器という。
【００１８】
上述の中間転写ベルト５は、駆動ローラ１０、一次転写ローラ（一次転写帯電器）１１、従動ローラ１２、二次転写対向ローラ１３に掛け渡されており、駆動ローラ１０の回転に伴って矢印Ｒ５方向に回転する。中間転写ベルト５にはベルトクリーナ１４が当接されている。また、上述の転写搬送ベルト７は、駆動ローラ１５、二次転写ローラ１６、受動ローラ１７に掛け渡されており、駆動ローラ１５の回転に伴って矢印Ｒ７方向に回転する。上述の転写ローラ８は、ヒータ（不図示）を内蔵した定着ローラ１８と、下方からこれに当接された加圧ローラ２０とを有している。
【００１９】
上述構成の画像形成装置の動作を説明する。
図1において、一次帯電器２によって帯電された感光ドラム１表面を、露光装置３によって露光することで感光ドラム１上に静電潜像を形成する。この静電潜像に所望の色の現像剤（トナー）を収容する現像器によってトナーを付着させて、感光ドラム１上にトナー像を形成する。このトナー像は、一次転写ローラ１１に、一次転写バイアス印加電源１１ａから一次転写バイアスを印加することにより、中間転写ベルト５上に転写する。
【００２０】
４色フルカラーの画像形成を行う場合、まず、ブラック用の現像器４Ｋにより、感光ドラム１上にブラックのトナー像を形成し、中間転写ベルト５上にブラックのトナー像を一次転写する。一次転写後に感光ドラム１表面に残ったトナー（転写残トナー）は、クリーニング装置６によって除去される。次に、回転体４Ａを９０°回転させて、イエローの現像器４Ｙを現像位置Ｄに配置し、感光ドラム１上にイエローのトナー像を形成し、中間転写ベルト５上のブラックのトナー像上にイエローのトナー像を一次転写して重ね合わせる。
この動作をマゼンタ用の現像器４Ｍ、シアン用の現像器４Ｃについても順次行い、中間転写ベルト５上で４色のトナー像を重ね合わせる。その後、二次転写ローラ１６に二次転写バイアスを印加することにより、中間転写ベルト５上の４色のトナー像を、転写搬送ベルト７上に担持されている記録材Ｐ上に一括で二次転写する。
【００２１】
トナー像が転写された記録材Ｐは、転写搬送ベルト７から剥離され、定着装置８の定着ローラ１８及び加圧ローラ２０によって、加熱・加圧され、表面にトナー像が定着される。これにより、４色フルカラー画像が形成される。二次転写後に、中間転写ベルト５上に残ったトナー（転写残トナー）は、ベルトクリーナ１４によって除去される。
なお、単色の画像形成を行う場合は、感光ドラム１上に形成された静電潜像を、所望の色のトナーを収容する現像器によって現像する。このトナー像は、中間転写ベルト５上に一次転写された後、すぐに記録材Ｐ上に二次転写される。トナー像が転写された記録材Ｐは、転写搬送ベルト７から剥離されて、定着装置８によって加熱・加圧されて表面にトナー像が定着される。
【００２２】
本実施例では、感光ドラム１の回転方向に沿っての現像位置Ｄの下流側で、かつ一次転写ローラ１１の上流側に温度検知センサ２１が、感光ドラム１表面に対向するように配置されている。
【００２３】
次に、図2を参照して、図1で回転体４Ａに搭載されている各色毎の現像器４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋについて説明する。現像器の現像容器２２には、非磁性トナーと磁性キャリヤを含む二成分現像剤が収容されており、初期状態の現像剤中のトナー濃度は重量比で８％程度である。この値はトナーの帯電量、キャリヤ粒径、画像形成装置の構成などで適正に調整されるべきものであって、必ずしもこの数値に従わなければいけないものではない。
【００２４】
現像によって消費された現像剤中のトナーは、回転体４Ａの各現像器の近辺に着脱自在に設置されたトナー容器２３から補給される。
現像器は、現像位置Ｄに移動したとき、感光ドラム１に対向した現像領域が開口しており、この開口部に一部露出するようにして現像スリーブ２４が回転可能に配置されている。
【００２５】
現像スリーブ２４の内部には、磁界発生手段である固定のマグネット２５が内包されている。現像スリーブ２４は、非磁性材料で構成され、現像動作時には図２に示す矢印Ｒ２４方向、つまり現像領域において重力方向上から下に移動する方向に回転し、現像器を構成する現像容器２２内の二成分現像剤を層状に保持して現像領域に担持搬送し、感光ドラム１と対向する現像位置Ｄに現像剤を供給して、感光ドラム１に形成されている静電潜像を現像する。
現像領域に搬送される現像剤量を適当な量に調整するため、現像スリーブ２４の回転方向に沿っての現像領域の上流側において、現像スリーブ２４に対向するように規制ブレード（現像剤規制部材）２６が配設されている。この規制ブレード２６によって、現像スリーブ２４上の現像剤の層厚が規制される。
【００２６】
静電潜像を現像した後の現像剤は、現像スリーブ２４の回転に従って搬送され、現像容器２２内に回収される。また、現像容器２２には、現像剤攪拌・搬送手段としての第１攪拌スクリュー２７ａ（現像スリーブ２４に近い側）、第２攪拌スクリュー２７ｂ（現像スリーブ２４から遠い側）が配設されている。現像容器２２内の現像剤は、これにより、循環し、また混合攪拌される。現像剤の循環の方向は、本実施の形態では第１攪拌スクリュー２７ａ側で図2の裏面側から表面側に向かう方向であり、第２攪拌スクリュー２７ｂ側では逆に表面側から裏面側に向かう方向となっている。
【００２７】
上述の二成分現像剤は、画像形成枚数（コピー枚数）が増加するのに伴って、現像剤中のトナーが消費される。消費された分のトナーは、トナー容器２３に設けられた現像剤補給口２３ａから補給搬送路２８を通って、現像容器２２に設けられた現像剤補給口２２ａから現像容器２２内に補給される。補給されたトナーは、現像容器２２の第２攪拌スクリュー２７ｂの現像剤搬送方向の上流に補給される。そして、このトナーは、現像容器２２内に既にある現像剤と、第１攪拌スクリュー２７ａによって搬送されてくる現像後の現像剤と混合攪拌される。こうして現像剤は、よく攪拌された状態で、第１攪拌スクリュー２７ａに引き渡され、再度、現像スリーブ２４へと供給される。補給搬送路２８には、補給スクリュー（トナー補給手段）３０が設けられている。補給スクリュー３０は、その回転時間がＣＰＵ２９によって制御され、これにより、現像器に補給するトナー量が調整されるようになっている。
【００２８】
図3に本発明の攪拌スクリュー回転軸とその軸受け部分とが図示されている。  本実施例では、第１攪拌スクリュー27a及び第２攪拌スクリュー27bの回転軸３１の両端部は軸受け部材３６を介して現像容器２２の側壁３２ａに回転自在に支持される。回転軸３１の軸方向の移動はストップリング６２にて規制される。軸受け部材３６は合成樹脂等の非磁性体である容器側壁３２ａに固定されている。尚、図3は回転軸３１の一端部側のみを示すものであるが、他端部側もこれと同様に構成されている。これは他の図面についても同様である。回転軸３１は、鉄、コバルト或いはニッケル、又はそれらの合金などのような強磁性体で作製される。通常、コストの安い点から、鉄で作製するのが好ましい。これらの材料は（１／２）・（ＢＨ）ｍａｘが０．７Ｊ／ｍ３以下である。（ＢＨ）ｍａｘは、Ｂを残留磁束密度、Ｈを保磁力としたときのＢ×Ｈの最大値で、最大エネルギー積を示す。攪拌スクリューの回転軸３１の長手方向に関して、軸受け部材３６よりも容器の内側寄りに、現像剤の漏れを低減するために、磁石部材を用いた。図3に示すように、磁石部材としての円筒状の磁石リング３８が容器側壁３２ａに固定されている。円筒状の磁石リング３８の表面磁束密度は少なくとも６００ガウス以上が好ましく、希土類の合金粉を結着したプラスチックマグネットで、最大エネルギー積（ＢＨ）ｍａｘが７．０（ＭＧＯｅ）のものを使用した。図3で、側壁３２ａに固定された円筒状の磁石リング３８は、その厚み方向、換言すれば回転軸３１の軸方向に対して平行に着磁される。即ち、現像容器２２の内側に面した磁石リング３８の内側面がＮ極に、軸受け部材３６に対面した磁石リング３８の外側面がＳ極に着磁されている。磁石リング３８の内側面をS極に、外側面をN極に着磁してもよい。これによって、攪拌スクリューの軸受け部材への現像剤漏れが低減される。
【００２９】
現像スリーブ２４は、図4に示すように、その回転軸２４ａを、軸受け部材４２を介して現像容器２２の両側の各側壁３２ａに支持されている。更に、現像スリーブ２４の現像容器２２の内側部分に、現像スリーブ２４の両端部を包囲するように磁性板４３を設置して、現像剤の磁気ブラシにより現像剤をシールする端部シール手段を構成させている。
【００３０】
次に本実施例におけるＤＬＣ膜の成膜方法を示す。
図5は本実施例におけるダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）薄膜形成装置の断面図である。図5において、５０１は内部を真空に保持する真空槽、５０２は真空槽５０１内の排気を行う排気系、５０３は表面にＤＬＣ薄膜が形成される、例えば超硬合金のような基材、５０４は真空槽５０１内で基材５０３をその蒸着面（薄膜形成面）を下向きにして保持する基材ホルダー、５０５は後述の加速電極５１５に対して、基材ホルダー５０４を経由して基材５０３にバイアス電圧を印加するバイアス手段、５０６は基材ホルダー５０４に設けられて基材５０３を加熱、冷却してその温度を調整する基材温度調整機構、５０７は真空槽５０１と基材ホルダー５０４の間を電気的に絶縁する絶縁セラミックである。５１０は真空槽５０１内で基材５０３に対向してその下方に設けられたガスイオン源、５１１は内部に反応ガスが導入される反応ガス導入室で、イオンなどを放出でき、かつ流路抵抗を大きくして真空槽５０１との間に差圧が与えられるように、基材５０３に向かってオリフィス（図示せず）が設けられている。５１２は反応ガス導入室５１１内に設けられて、例えばタングステンワイヤで構成された熱電子放出手段、５１３は平行配置された細い金属線で構成され、反応ガス導入室５１１内に設けられた熱電子引出し電極、５１４は反応ガス導入室５１１につながってその内部に反応ガスを導入する反応ガス導入管、５１５は反応ガス導入室５１１の外側に設けられて基材５０３に向けてイオンを加速する加速電極であり、反応ガス導入室５１１、熱電子放出手段５１２、熱電子引出し電極５１３、反応ガス導入管５１４および加速電極５１５でガスイオン源５１０を構成している。なお、バイアス手段５０５の一端、真空槽５０１、加速電極５１５は接地している。次に動作について説明する。まず、基材ホルダー５０４に基材５０３を取り付け、排気系５０２により真空槽５０１内を１×１０−６Ｔｏｒｒ程度の真空度に排気した後、基材温度調整機構５０６により基材５０３の温度を３００℃程度に調整する。そして基材５０３の表面のクリーニング処理のために、イオンクリーニングに適したガス、例えばアルゴンガスを反応ガス導入管５１４から反応ガス導入室５１１へ導入して、反応ガス導入室５１１内の真空度を１×１０−２〜１×１０−１Ｔｏｒｒにする。そして、熱電子放出手段５１２を作動させ、図示しない電源により熱電子放出手段５１２に対して熱電子引出し電極５１３に＋５０〜８００Ｖ程度のバイアス電圧を印加する。また、ガスイオン源５１０からイオンを引き出すために、加速電極５１５に対し、つまり接地電位に対して熱電子放出手段５１２に＋２００〜５００Ｖ程度の電圧を図示しない電源により印加しておく。熱電子放出手段５１２から放出された電子は熱電子引出し電極５１３に向けて加速されてイオンクリーニング用ガスをイオン化し、そのイオンが基材５０３に向けて照射される。ガスはプラスにイオン化されるので、このときバイアス手段５０５により基材５０３を接地電位に対して−１〜−３ｋＶ程度でバイアスを調整することにより、基材５０３へ照射するイオンの量およびエネルギーを制御でき、クリーニング処理を効果的に行うことができる。以上の処理により、基材���０３の表面に存在する水分、油脂成分、酸化物などの不純物を除去することができ、基材５０３とＤＬＣ薄膜の密着性が向上する。次に、ガスイオン源５１０へのイオンクリーニング用ガスの供給を停止して、基材５０３表面のクリーニング処理を終了するとともに、基材温度調整機構５０６により基材５０３の温度を、後述の理由から１００℃〜２５０℃に調整する。ここでは２００℃にした。そしてバイアス手段５０５により基材５０３の電位を接地電位に対して、時間ｔの関数Ｖ（ｔ）として与える。図6に、基材５０３に与えるバイアス電圧波形の例を示す。図6（ａ）〜（ｃ）は直流や、半波整流あるいは全波整流された負の電圧を印加する場合を示す。電圧値は数ｋＶ以内とし、ここでは−１ｋＶとした。また周波数は（ｂ）で数十Ｈｚ〜数十ｋＨｚ程度とし、ここでは６０Ｈｚおよび１ｋＨｚとした。このＶ（ｔ）の電圧値を制御することにより、イオンに与えるエネルギーを調整することができる。これにより、薄膜の付着強度、および硬度を制御することができる。続いて、炭素（Ｃ）を含む炭化水素系のガスを反応ガス導入管５１４から反応ガス導入室５１１へ導入し、反応ガス導入室５１１内の真空度を１×１０−２〜１×１０−１Ｔｏｒｒにする。このとき導入する反応ガスとしては、例えばベンゼンガスを用いる。そして熱電子放出手段５１２を作動させ、熱電子放出手段５１２に対して熱電子引出し電極５１３に＋５０〜８００Ｖ程度のバイアス電圧を印加する。熱電子放出手段５１２には接地電位に対して＋２００〜５００Ｖ程度の電圧を印加する。熱電子放出手段５１２から放出された電子は、熱電子引出し電極５１３に向けて加速され、放電もしくは電子の照射により上記炭化水素系のガスを励起、解離、およびイオン化し、解離された炭素と炭素イオン、および解離された水素と水素イオンが基材５０３に向けて照射され、基材５０３上にＤＬＣ薄膜を形成する。イオンは正電荷なので、加速電極５１５によりガスイオン源５１０から加速して引き出されるとともに基材５０３の負のバイアス電圧を制御することにより、イオンに与えるエネルギーを調整できる。
【００３１】
図7は基材の温度をパラメータとした場合のＤＬＣ薄膜のラマン分析結果を示す。基材５０３の温度が２５０℃ではＤＬＣの典型的なスペクトルを示すのに対して、基材５０３の温度を３００℃あるいは４００℃とした場合にはグラファイトのスペクトルとなっている。このため基材５０３の温度は２５０℃以下にすべきであるが、一方、別の理由から温度を低くしすぎるのは好ましくない。すなわち、１００℃より低いと基材５０３に対するＤＬＣ薄膜の付着力が弱くなる。そのため、基材温度調整機構５０６を用いて、成膜中の基材５０３の温度を１００℃から２５０℃に制御する。そうすることにより、ＤＬＣ薄膜のグラファイト化を抑制することができ、高硬度で、高品質のＤＬＣ薄膜が形成できる。  本発明においては、ＤＬＣ層の層厚は0.5〜5μｍであることが好ましい。0.5μｍ未満であると、強度不足で摺動、回転接触により磨耗することがある。一方、５μｍを超えると、膜厚に若干のムラが生じ、更に膜厚のバラツキにより軸と軸受けとの間に空隙が出来てしまう恐れがある。また膜厚を大きくすると成膜に時間を要するため、経済的でない。尚、本実施例において、ＤＬＣ層の層厚は３μｍとした。
【００３２】
本実施例では、まず攪拌スクリューの軸受け部材として、(i)ポリオキシメチレン製の軸受け部材（以下、ＰＯＭと呼ぶ）、(ii)ボールベアリング、(iii)ＰＯＭの摺動部にＤＬＣによる低摩擦薄膜処理を施したもの（以下、ＰＯＭ―ＤＬＣと呼ぶ）を用いて、黒単色、ハーフトーン20％デューティー画像で連続画像形成動作を行った。尚、現像スリーブの軸受け部材としてはボールベアリングを用いている。
(i)ＰＯＭの場合、連続1500枚通紙で攪拌スクリュー端部に現像剤の凝集体が発生し、白抜け画像が発生した。30000枚通紙でスクリューロックが発生した。
(ii)ボールベアリングの場合、連続30000枚で攪拌スクリュー端部に現像剤の凝集体が発生し、白抜け画像が発生した。連続100000枚でスクリューロックが発生した。
(iii)ＰＯＭ―ＤＬＣの場合、連続100000枚でも現像剤の凝集体及びスクリューロックは発生しなかった。
【００３３】
まず、(i)ＰＯＭにおいては、攪拌スクリュー軸の回転に伴い、ＰＯＭが次第に磨耗していくことによって、磁石リング３８でシール仕切れなかった現像剤が、磨耗により発生した軸と軸受け部材との間の空隙に次第に侵入することによって現像剤の凝集体が発生してしまい、その結果白抜け画像が発生した。更に、現像剤の凝集体が多量に攪拌スクリューの軸受け部材の摺動部に詰まることによってトルクが上昇し、その結果スクリューロックが発生した。
【００３４】
(ii)ボールベアリングにおいては、(i)と比較して高い耐久性を示した。しかし、磁石リング３８でシール仕切れなかった現像剤が、ボールベアリングと接触することによって、ボールベアリングのシール部より漏洩するベアリングオイルにより現像剤が溶融凝集することによって白抜け画像が発生した。更に、ボールベアリング内に侵入した現像剤とベアリングオイルが溶融固着しベアリングが回らなくなり、その結果スクリューロックが発生した。
【００３５】
(iii)ＰＯＭ―ＤＬＣにおいては、(i)、(ii)と比較して遥かな高耐久性を示した。つまり、磁石リング３８で完全にシール仕切れなかった現像剤がＰＯＭ―ＤＬＣと接触しても、軸受け部材が殆ど磨耗することがないため、磨耗により軸と軸受け部材との間に空隙が発生せず、現像剤の凝集体が生成しなかった。更に、軸受け部材は優れた摩擦特性も合わせて維持しているためスクリューロックも発生しなかった。
【００３６】
次に、現像スリーブの軸受け部材として、(i)ＰＯＭ、(ii)ボールベアリング、(iii)ＰＯＭ―ＤＬＣを用いて、黒単色、ハーフトーン20％デューティー画像で連続画像形成動作を行った。尚、攪拌スクリューの軸受け部材としてはボールベアリングを用いている。
(i)ＰＯＭの場合、連続1500枚で現像スリーブ端部に現像剤の凝集体が発生し、白抜け画像が発生した。30000枚でスリーブロックが発生した。
(ii)ボールベアリングの場合、連続30000枚で現像スリーブ端部に現像剤の凝集体が発生し、白抜け画像が発生した。100000枚でスリーブロックが発生した。
(iii)ＰＯＭ―ＤＬＣの場合、連続100000枚でも現像剤の凝集体及びスリーブロックは発生しなかった。
【００３７】
まず、(i)ＰＯＭにおいては、現像スリーブ軸の回転に伴い、ＰＯＭが次第に磨耗していくことによって、磁性板４３でシール仕切れなかった現像剤が、磨耗により発生した軸と軸受け部材の間の空隙に次第に侵入することによって現像剤の凝集体が発生し、その結果白抜け画像が発生した。更に、現像剤の凝集体が多量に現像スリーブの軸受け部材の摺動部に詰まることによってトルクが上昇し、その結果スリーブロックが発生した。
【００３８】
(ii)ボールベアリングにおいては、(i)と比較して高い耐久性を示した。しかし、磁性板４３でシール仕切れなかった現像剤が、ボールベアリングと接触することによって、ボールベアリングのシール部より漏洩するベアリングオイルにより現像剤が溶融凝集することによって白抜け画像が発生した。更に、現像剤の凝集体が多量に現像スリーブの軸受け部材の摺動部に詰まることによってトルクが上昇し、その結果スリーブロックが発生した。
【００３９】
(iii)ＰＯＭ―ＤＬＣにおいては、(i)、(ii)と比較して遥かな高耐久性を示した。つまり、磁性板４３で完全にシール仕切れなかった現像剤がＰＯＭ―ＤＬＣと接触しても、軸受け部材が殆ど磨耗することがないため、磨耗により軸と軸受け部材との間に空隙が発生せず、現像剤の凝集体が生成しなかった。更に、軸受け部材は優れた摩擦特性も合わせて維持しているためスリーブロックも発生しなかった。
以上のように、現像器を構成する現像スリーブおよび攪拌スクリューの少なくとも一方の滑り軸受け部材の摺動面に対して、ダイヤモンドライクカーボンによる低摩擦薄膜処理を施すことにより、摺動部の摩擦係数を低減し、かつ磨耗などの劣化を防止し、画像形成動作の高速化、及び長期にわたる画像の安定化を容易に実現することができる。
、本発明においては、軸受け部材ＰＯＭ―ＤＬＣを、攪拌スクリュー及び現像スリーブのいずれか一方で用いているが、攪拌スクリュー及び現像スリーブの軸受け部材の両方にＰＯＭ―ＤＬＣを用いた場合、攪拌スクリュー及び現像スリーブのいずれか一方にＰＯＭ―ＤＬＣを用いた場合よりもさらに磨耗による劣化を防止でき、画像形成動作の高速化、及び長期にわたる画像の安定化の面においてよりよい効果を発揮することは言うまでもない。
【００４０】
［実施例２］
次に、実施例2について説明する。尚、本実施の形態における画像形成プロセスとしては、前述した実施例１とほぼ同一であるため、重複する説明は省略する。
本実施例では、図8及び図9に示すように、攪拌スクリューの軸受け部材３６、現像スリーブの軸受け部材４２のいずれか、または両方が磁石部材より構成されていて、これらの軸受け部材３６、４２の軸との摺動面にはＤＬＣによる低摩擦薄膜処理が施されている。磁石部材の表面磁束密度は４００〜６００ガウスが好ましく、希土類の合金粉を結着したプラスチックマグネットで、最大エネルギー積（ＢＨ）ｍａｘが７．０（ＭＧＯｅ）のものを使用した。磁石部材からなる軸受け部材３６は、その厚み方向、換言すれば回転軸３１の軸方向に対して平行に着磁される。即ち、現像容器２２の内側に面した軸受け部材３６の内側面がＮ極に、その反対側の外側面がＳ極に着磁されている。軸受け部材３６の内側面をＳ極に、外側面をＮ極に着磁してもよい。尚、本実施例において、ＤＬＣ層の層厚は３μｍとした。
【００４１】
また、本実施例においては、図8及び図9に示すように、攪拌スクリューまたは現像スリーブの端部構成として、実施例1で用いたような現像剤シール部材（図３の磁石リング３８、図4の磁性板４３参照）を用いていない。
もし、攪拌スクリューまたは現像スリーブの端部に、実施例1のような現像剤シール部材を用いることなく、磁気力を持たない軸受け部材（例えばＰＯＭ）を用いた場合には、現像剤が徐々に軸端部に溜まり、そのシェアによって現像剤が劣化し、現像剤の凝集体が発生した。一方、本実施例では、軸受け部材として磁石部材を用いることによって、軸受け周辺に現像剤の磁気穂を形成し、軸受け端部における現像剤のシェアを低減することができるため、実施例1で用いたような現像剤シール部材を用いる必要が無く、長期にわたって安定した画像形成動作を行うことが出来た。
【００４２】
更に、本実施例では、磁石部材の摺動面に対してＤＬＣによる低摩擦薄膜処理を施すことによって、耐久による磨耗および摩擦特性の低下を防止することができるため、軸受け部材の磨耗により発生した軸と軸受け部材との間の空隙に現像剤が次第に侵入することによって現像剤の凝集体が発生したり、摩擦特性の低下によるロック現象が発生することがなく、長期にわたって安定した画像形成動作を行うことができた。
このように、攪拌スクリューの軸受け部材、現像スリーブの軸受け部材のいずれか、または両方が磁石部材より構成され、更にこの磁石部材からなる軸受け部材の軸との摺動面にＤＬＣによる低摩擦薄膜処理を施すことによって、攪拌スクリュー及び現像スリーブの端部にシール部材を用いることなく、長期にわたって安定した画像形成動作を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明に係る画像形成装置の構成を模式的に示す縦断面図である。
【図２】本発明に係る画像形成装置に用いる現像装置の構成を示す縦断面図である。
【図３】実施例1における攪拌スクリューの回転軸及びその軸受け部分とを示す図である。
【図４】実施例1における現像スリーブの回転軸及びその軸受け部分とを示す図である。
【図５】本発明で用いたＤＬＣ薄膜形成装置の断面図である。
【図６】本発明で用いたＤＬＣ薄膜形成装置における、基材に与える電圧波形を示す図である。
【図７】本発明で用いたＤＬＣ薄膜のラマン分析結果を示す図である。
【図８】実施例2における攪拌スクリューの回転軸及びその軸受け部分とを示す図である。
【図９】実施例2における現像スリーブの回転軸及びその軸受け部分とを示す図である。
【符号の説明】
【００４４】
１      電子写真感光体
２      一次帯電器
２ａ    放電ワイヤ
２ｂ    シールド
３      露光装置
３ａ    反射ミラー
４      現像装置
４Ｋ    ブラック用現像器
４Ｙ    イエロー用現像器
４Ｍ    マゼンタ用現像器
４Ｃ    シアン用現像器
５      中間転写ベルト
６      クリーニング装置
７      転写搬送ベルト
８      定着装置
１０    駆動ローラ
１１    一次転写ローラ
１２    従動ローラ
１３    二次転写対向ローラ
１４    ベルトクリーナ
１５    駆動ローラ
１６    二次転写ローラ
１７    受動ローラ
１８    定着ローラ
２０    加圧ローラ
２１    温度検知センサ
２２    現像容器
２２ａ  現像剤補給口
２３    トナー容器  
２３ａ  現像剤補給口
２４    現像スリーブ
２４ａ  回転軸
２５    マグネット
２６    規制ブレード
２７ａ  第１攪拌スクリュー
２７ｂ  第２攪拌スクリュー
２８    補給搬送路
２９    ＣＰＵ
３０    補給スクリュー
３１    回転軸
３２ａ  側壁
３６    軸受け部材
３８    磁石リング
６２    ストップリング
４２    軸受け部材
４３    磁性板
５０１  真空槽
５０２  排気系
５０３  基材
５０４  基材ホルダー
５０５  バイアス手段
５０６  基材温度調整機構
５０７  絶縁セラミック
５１０  ガスイオン源
５１１  反応ガス導入室
５１２  熱電子放出手段
５１３  熱電子引出し電極
５１４  反応ガス導入管
５１５  加速電極
【図１】
2005300646.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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